12、广角内窥镜操作与肌腱力控制研究

广角内窥镜操作与肌腱力控制研究

在外科手术领域，随着技术的不断发展，机器人辅助手术逐渐成为研究热点。本文将围绕广角内窥镜的控制接口以及肌腱驱动内窥镜的肌腱力控制展开探讨。

广角内窥镜控制接口研究

系统架构与通信

在控制广角内窥镜的过程中，采用了ROS（机器人操作系统）框架，它起到连接控制输入接口和OpenGL场景的关键作用，能让用户相应地操纵虚拟相机。ROS运用发布 - 订阅系统，实现控制输入接口与OpenGL 360°场景之间的通信。具体而言，数据会被发送到ROS系统中特定命名的总线，即主题（topics）。ROS消息包含了发送到这些主题的数据。微控制器通过USB串行接口将消息发布到ROS主题，之后ROS节点（执行各种计算的进程）可以访问这些消息。微控制器发布的消息采用16位整数数组的格式，而OpenGL模拟作为一个节点，可以订阅ROS主题并读取传入数组中的数据。在固件中，指定了一个名为omniSimulation的新主题，设备接收到的数据会发布到该主题。

以下是相关的通信流程，用mermaid流程图表示：

graph LR
    A[微控制器] -->|发布消息| B(ROS主题: omniSimulation)
    B -->|数据访问| C[ROS节点: OpenGL模拟]

用户研究

研究的最终目标是探究广角内窥镜的最佳操作方法，为此设计了单手和双手两种控制接口。研究假设单手接口能提高用户的导航性能，且比双手接口更受青睐。
- 实验设置与过程